代码收藏家技术教程 2024-10-17

DCDC电源的电压环电流环双环控制软件代码实现

1. 双环控制的原理

DCDC电源一般要求能工作在恒压和恒流两种模式，在控制上有两种常用的实现方式：一种是采用并联式双环控制，在系统中建立两个独立的电压环和电流环。这种控制方式简单稳定，容易设计，稳定时只工作在某个单环控制下，两个控制环不会互相干扰，可以保证很好的恒压和恒流精度。另一种是采用级联式双环控制，当系统工作在恒压模式下时是用双环控制，工作在恒流模式下是用单环控制。

并联式双环控制如下图

使用两个并联的单环分别实现电路的恒压和恒流功能，电压环PI调节器输出和电流环PI调节器输出均通过一个二极管接到三角波比较器的正输入端，电路工作时，若电压环PI调节器输出UV1小于电流环PI调节器输出UC1，则DV1导通，电路工作在电压环控制模式；反之DC1导通，电路工作在电流环控制模式。这种控制方式下，在稳定工作时，电压环和电流环只有一个环在工作，不会互相干扰。但由于电压环和电流环的调节器输出端接在一起，在恒压和恒流两种工作模式切换过程中，会形成相互干扰，导致电路工作不稳定。

级联式双环控制，如下图

电压环和电流环串联起来，同样也能实现电路恒压和恒流两种工作方式。当D3导通时，电路工作在恒流模式，此时，电压环不起作用，电路相当于单环控制。当D3截止时，电路工作在恒压模式下，电路采用级联双环控制，电流环作为电压环的内环，电压环PI调节器的输出UV2作为电流环PI调节器的电流基准信号。这种控制方式解决了电路的限流问题，使电路具有最快的限流响应速度

作者：英飞凌
链接：https://www.zhihu.com/question/375074259/answer/2189395991
来源：知乎
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2.软件实现

双环控制的好处在于在可以同时控制两个物理量(电压和电流)，不会出现过压或过流。单环控制只控制一个物理量(比如电压单环控制，只控制电压，电流不受控)，在启动过程中可能会烧坏设备。
以下是并联式双环控制的关键代码:

	//参考电流值
	dcctl_sDCCtl.sf14Iref = MIN(dcctl_sf14MaxDcPwrCur,dcctl_sDCCtl.sf14Iref);
	dcctl_sDCCtl.sf14Iref = MIN(dcctl_sDCCtl.sf14Irefmax,dcctl_sDCCtl.sf14Iref);
	//电流环
	sf14PwmDutyI   = DcCtlIdc_Reg (av_sDc.sf14BuckCurOut, dcctl_sDCCtl.sf14Iref, av_sDc.sf14BuckVout);

	//参考电压值
	dcctl_sDCCtl.sf14Uref = MIN(dcctl_sDCCtl.sf14Uref,sf14PwmDutyI);
	dcctl_sDCCtl.sf14Uref = MIN(dcctl_sDCCtl.sf14Uref,dcctl_sDCCtl.sf14Urefmax);
	//电压环
	sf14PwmDutyU   = DcCtlBus_Reg (av_sDc.sf14BuckVout, dcctl_sDCCtl.sf14Uref, sf14CurDuty);

	//pwm周期(频率)
	sf14CurDuty = sf14PwmDutyU;
	sf14CurDuty = MIN(sf14CurDuty,sf14SlowStartDuty);
	/* Give out the PWM duty for different string mode                   */
	if (ecan_u16ecanTestMode) 
		u16PWMFull = ((((CPU_CLK /1000/ dcctl_sDCCtl.sf14FreqUpLimit)>>1) - 1));//开环
	else 
		u16PWMFull = S32F14_TO_S32(sf14CurDuty);//闭环
	//设置pwm周期
	EPwm1Regs.TBPRD = u16PWMFull; // Period = 1600 TBCLK counts
	EPwm2Regs.TBPRD = u16PWMFull; // Period = 1600 TBCLK counts
	EPwm1Regs.CMPA.half.CMPA = u16PWMFull>>1; // adjust duty for output EPWM3A
	EPwm2Regs.CMPA.half.CMPA = u16PWMFull>>1; // adjust duty for output EPWM3A

其中PID控制器函数DcCtlIdc_Reg ,DcCtlBus_Reg ,使用增量式PID算法实现,还有软启动过程等,源代码下载地址:
链接：https://pan.baidu.com/s/1G_Qdq75Bo_2ApGOCBiN71w?pwd=84w0
提取码：84w0

作者：qq_36412526